Componentes del suelo

CAPITULO

1. Introducción
Los suelos no constituyen una masa sólida indivisible, sino que en su
análisis encontramos diversos componentes sólidos, líquidos y gaseosos,
que ocupan los espacios sólidos y porosos. Estos presentan características
propias que, en la mutua influencia que se ejercen y en las diferentes
cantidades de sus componentes, le proporcionan a aquellos, sus particulares
características y propiedades.

2. Componentes sólidos
2.1. Constituyentes rocosos
Las rocas integrantes de la fracción sólida del suelo, decimos que son
“agrupamientos” de minerales. Podemos encontrar en la naturaleza
diferentes tipos de rocas: Igneas, Sedimentarias y Metamórficas.
♦ En las rocas ígneas, la masa mineral fluida, está conformada
mayormente por un material silíceo denominado “MAGMA” que fluye desde
las profundidades en estado casi líquido. En su formación interviene el
fuego, de aquí su nombre. Al no existir actividad volcánica en nuestro
territorio, que haga aflorar este tipo de materiales, podemos considerar que
es un proceso que no continúa.
♦ En las rocas sedimentarias, se producen procesos de erosión,
meteorización y arrastre de los detritos, de los productos derivados del
ataque químico y/o de la deposición por los animales marinos o las aves
durante miles de años y luego se produce un proceso de consolidación de los
mismos en las nuevas rocas. Este ciclo por el contrario, puede repetirse en
forma continua.
El ataque original de las rocas que dieron lugar a los detritos, puede ser
eólico o hídrico. Estos agentes las atacan y luego transportan los materiales
resultantes.
♦ En las rocas metamórficas, llamamos “METAMORFISMO”, al
proceso por el cual las rocas son sometidas a temperaturas y presiones muy
altas a grandes profundidades. Como ejemplos más destacados tenemos a
los gneiss (formado por cuarzo, feldespatos y mica), esquistos, pizarras,
rocas cuarcíticas, anfíboles, etc.

Ing. Agr. Miguel A. Scalone Echave – Instituto de Agrimensura 1

Figura Nº 1.- Tipos de rocas
IGNEAS Se forman por enfriamiento y solidificación de
una masa mineral fluida de temperaturas altísimas a grandes
profundidades dentro de La Tierra.
• Intrusivas o plutónicas: son rocas de enfriamiento lento a
gran profundidad (Granito). Los cristales están ordenados y
son más grandes, cuanto más lento sea el proceso. No son
buenas capas acuíferas.
• Extrusivas o volcánicas: son rocas de enfriamiento rápido
en la superficie (Basalto). Se consideran mejores acuíferos
que las intrusivas.
• Rocas ácidas: presentan colores claros y alto contenido de
silicio (Si).
• Rocas básicas: tienen colores oscuros y son ricas en Mg,
Ca, Fe y pobres en Si.

SEDIMENTARIAS Derivan de otras rocas o de los
R depósitos de origen vegetal o animal, que sufren procesos de
O alteración, transporte, precipitación y consolidación. Constituyen
C
aprox. el 5 % de la corteza terrestre y contienen el 95 % del agua del
subsuelo.
A • Detríticas: arenas, limos y arcillas
• Químicas: calcáreas y férricas
S • Orgánicas: carbones, turbas, depósitos de fosfatos de origen marino
(Túnez) o de las aves “guaneras” del litoral norte de Chile y sur de
Perú.

METAMORFICAS Provienen tanto de las rocas
ígneas como de las sedimentarias. Fueron alteradas por
procesos que incluyen: calor, presión y re-cristalización y que
pudieron estar o no, acompañados por modificaciones
químicas. (Cuarcitas, micas, pizarras, gneiss, esquistos,
anfíboles).

2.2. Constituyentes minerales
Vamos a dar ahora un rápido vistazo, ya que no es el principal objetivo de
este curso, a los MINERALES o sea la “materia prima” que da origen a los
suelos y a los cuales proporcio-
nan algunas de sus principales
MINERALES características heredadas. Para
estudiarlos podemos dividirlos
Son sustancias inorgánicas naturales,
en PRIMARIOS Y SECUNDA-
con propiedades físicas y químicas
RIOS
únicas y bien definidas.

2.2.1. Minerales primarios

Son los que mantienen en el suelo, la
misma forma que en las rocas originales.


o Grupo del cuarzo o Grupo de los anfíboles y piruvenos
o Grupo de los feldespatos o Grupo de la olivina
o Grupo de las micas
o Grupo del apatito

Cuadro Nº 1.- Minerales primarios presentes en los suelos
1) Grupo del cuarzo
Provienen de las rocas ígneas cuarcíticas, dónde predomina
la Sílice (Si). Son muy resistentes a la alteración química y
totalmente insolubles en agua.

2) Grupo de la olivina
Es un grupo de minerales muy susceptible a las
alteraciones y solo se los encuentra en suelos muy poco
alterados y meteorizados. Forman parte del basalto y
aportan óxidos de hierro (Fe).

3) Grupo de las micas (moscovita)
Es un grupo de minerales muy resistentes e insolubles.
Cuando se descomponen, liberan potasio (K). Provienen de
las rocas ígneas ácidas.

4) Grupo de los anfíboles y piruvenos
Son fácilmente descompuestos y aportan arcillas y hierro a
la fracción mineral del suelo. Provienen de las rocas ígneas
básicas, tales como el basalto.

5) Grupo de los feldespatos
o Potásicos (microclima y ortosa): Son fuente del
macronutriente potasio. Son resistentes a la
meteorización, pero se descomponen en presencia de
agua y anhídrido carbónico (CO2) formando arcillas y
liberando el potasio. Aparecen en los granitos.
o Sódico cálcicos (plagioclasas): las encontramos en las
rocas ígneas básicas. Se descomponen fácilmente:
liberando sodio (Na) y calcio (Ca). El primero en exceso
es tóxico para las plantas.

6) Grupo del apatito
Es un grupo muy importante pues es la fuente única y
original de todo el fósforo (P) del suelo (macronutriente
esencial para las plantas). Son en general muy poco solubles, y
cuando se solubilizan, se transforman en fosfatos
complejos de hierro, calcio y aluminio (Al). Pueden
aparecer en varios tipos de rocas, pero siempre en
porcentaje muy bajo en ellas.


En el cuadro de los principales nutrientes vegetales, se pueden visualizar
algunos entre los muchos elementos químicos que podemos encontrar en los
minerales primarios y/o secundarios y que directamente los van a nutrir,
siendo por lo tanto, imprescindibles para la vida vegetal, por formar parte de
todos los procesos químicos y de la propia estructura
de las células y tejidos. K Potasio
A la lista de la derecha y que constituyen los Fe Hierro
principales elementos químicos que son además Si Sílice
nutrientes vegetales, debe sumarse el Carbono (C), Al Aluminio
que los vegetales pueden extraer de la propia at- Na Sodio
mósfera, por su capacidad de aprovechamiento del P Fósforo
anhídrido carbónico atmosférico, en el conocido Ci- Ca Calcio
clo del Carbono. O también a partir de complejos
Cu Cobre
procesos bioquímicos en los que interviene la mate-
ria orgánica de los suelos y que también están com-
Mg Magnesio
puestos por Nitrógeno (N) e Hidrógeno (H). El Mo Molibdeno
primero es extraído del aire o aportado por los ferti- Mn Manganeso
lizantes o la materia orgánica. Co Cobalto
S Azufre
2.2.2. Minerales secundarios Zn Zinc
B Boro

Son los que se originan de la alteración de los
minerales primarios. Son una fuente
fundamental de nutrientes para las plantas

Entre los minerales secundarios de los suelos, también distinguimos varios
grupos diferentes:

⌦ Grupo de los carbonatos de calcio (CaCO3) y magnesio
(CaMgCO3)
⌦ Grupo de los óxidos de hierro
⌦ Grupo de las arcillas
El término “ARCILLAS” como veremos a continuación, puede tener
varios significados. Para nosotros, tiene dos significados diferentes pero muy
relacionados:

1) ARCILLA Es el nombre de un grupo particular de minerales
secundarios bien definidos. Este concepto es el que usaremos en este
capítulo.

2) ARCILLA Es un tipo de textura particular de los suelos, también
conocido como “textura arcillosa”, que veremos en el Capítulo 10, en que
estudiamos la física de los mismos.


Cuadro Nº 2.- Minerales secundarios presentes en los suelos
1) Grupo de los carbonatos de calcio y magnesio
Calcio: lo encontramos en la calcita y dolomita. Es un
importante factor de control de la acidez y alcalinidad de
los suelos.
Magnesio: lo encontramos en la dolomita, roca usada
para la fabricación del cemento Portland.

2) Grupo de los óxidos de hierro
Oxidos cristalinos (Hematita y Goethita). Forman parte
de la fracción arcilla. Son muy estables y aportan los
colores rojos, pardos, rojizos y pardos amarillentos de
los suelos.
Grupo de los óxidos amorfos (Limonita)

3) Grupo de las arcillas
Grupo del caolín (caolinita, arcilla tipo 1:1)
Grupo de la montmorillonita (arcilla tipo 1:2:1)
Grupo de la hidromica (illita)

o Desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales
(minerales de la arcilla), filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades
fisico-químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy
fino (inferior a 2 mm).
o Desde el punto de vista petrológico, la arcilla es una roca sedimentaria,
en la mayor parte de los casos de origen detrítico, con características bien
definidas.
o Para un sedimentólogo, arcilla es un término granulométrico, que
abarca los sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 mm.
o Para un ceramista, una arcilla es un material natural que cuando se
mezcla con agua en la cantidad adecuada, se convierte en una pasta
plástica.
o Desde el punto de vista económico, las arcillas son un grupo de
minerales industriales con diferentes características mineralógicas y
genéticas y con distintas propiedades tecnológicas y aplicaciones.

Por tanto, el término arcilla no sólo tiene connotaciones mineralógicas,
sino también de tamaño de partícula, en este sentido se consideran arcillas
todas las fracciones con un tamaño de grano inferior a 2 mm. Según esto
todos los filosilicatos pueden considerarse verdaderas arcillas si se
encuentran dentro de dicho rango de tamaños, incluso minerales no
pertenecientes al grupo de los filosilicatos (cuarzo, feldespatos, etc.) pueden
ser considerados partículas arcillosas cuando están incluidos en un
sedimento arcilloso y sus tamaños no superan los 2 mm.
Las arcillas son constituyentes esenciales de gran parte de los suelos y
sedimentos debido a que son, en su mayor parte, productos finales de la
meteorización de los silicatos que, formados a mayores presiones y
temperaturas, en el medio exógeno se hidrolizan.

2.3. Materia Orgánica (MO) de los suelos minerales
La materia orgánica de los suelos minerales (entre un 50 y un 95 %,
según Greenland), que forma parte de la porción sólida, integrando el
COMPLEJO ORGANO – MINERAL del mismo, es el producto de la
acumulación de los residuos de animales y especialmente de las plantas.
Estos materiales están en activo estado de desintegración y sujetos al
ataque por parte de los microorganismos del suelo y finalmente son
resintetizados formando complejos nuevos. Por consiguiente se pueden
considerar un constituyente transitorio de los suelos y deben ser renovados
constantemente por la adición de nuevos residuos de materia orgánica.
Los restos pos-mortales de los animales, pertenecientes a toda la fauna
superior y/o la meso o microfauna, son depositados sobre y dentro del perfil
de suelos. Los residuos enteros o trozos de las plantas, pueden constar de:
troncos, ramas, tallos, cortezas, hojas, raíces, flores, frutos, coberturas y
partes vegetales en general. Cada uno de los constituyentes de los animales
y/o la vegetación, presentan una constitución química específica y diferente,
por lo que los productos de su degradación, también van a ser distintos.
La fracción orgánica está integrada por compuestos complejos de
Carbono (C), Hidrógeno (H), Nitrógeno (N) y numerosos elementos
menores. Generalmente representa un índice o indicador del nivel
de fertilidad de los suelos.
Cuadro Nº 3.- Principales funciones de la Materia Orgánica de los suelos

• Agente granulador de las partículas minerales.
• Responsable de la formación de aqregados en el suelo.
• Regulador del contenido de agua de los suelos.
• Fuente de energía de los microorganismos.
• Produce sustancias inhibidoras y activadoras del
crecimiento de los microorganismos.
• Fuente muy importante de microelementos para la nutrición
de las plantas.
• Mejora la “esponjosidad” de los horizontes superficiales.
• Aumenta la aireación de los suelos.
• Reduce la plasticidad y la cohesión.
• Aumenta la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC).
• Aumenta el intercambio de aniones: sulfatos y fosfatos.
• Favorece la disponibilidad de N, P y S a través de los
procesos de mineralización.
• Regula el pH a través del aumento de la capacidad tampón.
• Afecta la coloración de los suelos, haciéndolos más oscuros.
• Participa directamente en los procesos pedogenéticos.

Esta porción sólida, es la única fuente natural de nitrógeno (importante
macronutriente) que existe para todos los vegetales, excepto para las
plantas de la familia de las leguminosas: tréboles, alfalfa, lentejas, arvejas,


porotos, garbanzos, habas, chauchas, lotus, etc. Estas tienen la
particularidad de fijar este elemento químico desde la propia atmósfera,
mediante la asociación simbiótica no patógena, con una bacteria (Rhyzobium
sp.) que vive en forma de nódulos en sus raíces y que es natural en muchos
suelos, pero que también puede ser inoculada.

Figura Nº 2.- Formación del Complejo Organo – Mineral del suelo
(Esquema de Sheefer-Welk)

Alteración
ROCA RESIDUOS ORGANICOS

M
Formación Proceso
I
de arcillas Disolución de Descomposición
N
constituyentes Síntesis
E
solubles Ca, Mg, Humificación
R
Bases, Fe, S Humus
A
L
I
Z COLOIDE
A
C
ORGANICO
I
Destrucción
COLOIDE O
MINERAL N Descomposición

NH4
ADSORVIDO
NO3
ABSORVIDO Si
SO4
LIXIVIADO
PO4

Formado por:
Arcillas-Si
Arcillas-hidróxidos

COMPLEJO
ORGANO-MINERAL DEL SUELO

Como se dijo, además de ser la principal fuente natural de nitrógeno, la
materia orgánica es una fuente muy importante de otros elementos
esenciales menores y en muchos suelos (fundamentalmente los
desarrollados en condiciones desérticas y/o semidesérticas), también de
algunos elementos mayores. El fósforo total proviene hasta en un 33 % de
la misma fuente.
El contenido de MO de nuestros suelos es en general pequeño: sólo
alcanza al 3 ó 5 % en la mayoría de los horizontes superficiales de los suelos
minerales típicos, de muy buena calidad, vírgenes o intocados o con muy
poca alteración o modificación realizada por el hombre. Sin embargo
podemos encontrar unos pocos ejemplos de suelos considerados
excepcionales (en general con muy buenas características agrícolas) con un

porcentaje cercano al 6 %. Especialmente no tenemos en cuenta los suelos
orgánicos o turbosos (no minerales), que poseen normalmente porcentajes
muy altos de materia orgánica y que en general presentan otras limitaciones
para su uso agrícola.
Este contenido es dinámico, pudiendo sufrir grandes oscilaciones por
diversos motivos, en corto tiempo. En muchos suelos minerales de nuestro
país, bajo agricultura constante durante muchos años sin el uso de prácticas
agronómicas adecuadas, la materia orgánica ha venido sufriendo una
constante degradación, pérdida o erosión (oxidación), pudiendo alcanzar
actualmente porcentajes máximos entre el 1 y el 2,5 %. Esto está bien
demostrado por las crecientemente pésimas condiciones agrícolas de
muchos de tales suelos, peores cuanto más bajo es este porcentaje y más
deteriorador y agresivo ha sido su manejo. En otras latitudes, se han
observado zonas desérticas con suelos con un máximo de un 0,5 %, y en el
otro extremo, zonas de turberas con suelos orgánicos (turbas o turbosos)
con tenores de un 90 a 95 %. Sin embargo, pueden encontrarse algunos
ejemplos en que con porcentajes bajos de MO, con muy alto aporte de
nutrientes provenientes de la fertilización, pueden obtenerse rendimientos
agrícolas aceptables.
La turba proveniente de los Bañados de Carrasco por ej, que fue
estudiada en 1978, tiene un tenor de 60 % aproximadamente de materia
orgánica, un pH promedio de 6,5 % y profundidades variables entre 0,70 m
y 2,0 m. Está constituida principalmente por: lignina, celulosa,
hemicelulosa, proteínas, azúcares y ácidos húmicos y fúlvicos.
Un objetivo debe ser entonces, buscar revertir esta situación de
degradación, preservando o aumentando los porcentajes de materia
orgánica, junto al uso de prácticas agronómicas conservadoras y/o
recuperadoras de las condiciones físico-químicas del suelo. La desertización,
compactación de los suelos, salinización, erosión, reducción o pérdida de la
fertilidad natural, disminución y casi desaparición de la productividad, son
algunas de las consecuencias de las malas prácticas.
Para estudiar mejor la materia orgánica de los suelos, la podemos dividir
en dos grandes grupos:

Los tejidos vegetales originales
y sus equivalentes,
parcialmente descompuestos
MATERIA
ORGANICA
El humus
Los primeros constituyen los aportes desde frescos a más o menos
descompuestos, que constantemente producen las raíces y partes aéreas de
las plantas superiores. Estos materiales están sujetos a un fuerte ataque de
los organismos, que los utilizan como fuente de energía y material de
recuperación frente a su propio desgaste.
Las sustancias coloidales, que son los productos más resistentes de esta
descomposición, tanto los sintetizados por microorganismos como los
resultantes de la modificación de los tejidos originarios de las plantas, se

llaman colectivamente “mantillo” o “humus”. Este material normalmente
de color negro o pardo oscuro, es de naturaleza coloidal. Su capacidad para
almacenar agua o iones nutrientes, es
mucho mayor que la de la arcilla, que COLOIDE
es su producto inorgánico similar. El
humus se encuentra íntimamente aso- Es una partícula
ciado a aquella, formando el llamado extremadamente pequeña,
complejo arcilla–humus. De esta con propiedades especiales
forma, pequeñas cantidades de humus diferentes de las que
hacen aumentar enormemente la capa- caracterizan a las partículas
cidad productiva del suelo. mayores o las infinitamente
Las cargas eléctricas del complejo pequeñas que aparecen en
arcilla-humus permiten la retención de las soluciones verdaderas
iones de signo contrario, generalmente
cationes, que se encuentran en
equilibrio con los de la solución del suelo (agua + iones en solución) con los
que se pueden intercambiar.
La cantidad total de cationes que puede retener el suelo constituye la
Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) que se expresa en
miliequivalentes por 100 grs de suelo (meq/100 grs de suelo) siendo ésta
una característica importante para determinar la fertilidad del suelo.
El concepto de fertilidad de los suelos, está ligado al más amplio, de
la nutrición de las plantas. Este tema, como concepto general, viene a
poner de relieve, algunas de las causas que pueden disminuir la calidad de
los suelos y por lo tanto su productividad.
Pocos suelos pueden describirse como netamente estériles. Factores tan
importantes como el calor, la humedad, las características químicas y dentro
de ésta el concepto químico de la acidez, pueden ser la causa de la baja
productividad de los cultivos, justificando entonces hablar de infertilidad.
Puede ser precisamente la acidez de los suelos, la causa más frecuente de
una marcada infertilidad.

Figura Nº 3.- Esquema de una partícula de arcilla con cargas negativas
y cationes retenidos eléctricamente.
+ ++ ___ ___ ++ ___ + __
__ H ___
Ca Mg K
++ + ++ +
K __ __ __ H __ __ Ca __ H
__ ++
++ ++ ++ __ H
__ K __ Mg __ Mg
__
++ + + ++
Mg ___ K __ __++ H __ Ca ___
K
H
+
Ca
++ ___
++ +
K Mg
+

+ ++ ++ + ++ ++
H Mg Ca H Mg Ca
Fuente: Elaboración propia en base a “Suelos del Uruguay” Nuestra Tierra. 18. Marchesi, E. y Durán, A.

Los cationes intercambiables generalmente presentes en el suelo son:
Calcio, Magnesio, Sodio y Potasio. Genéricamente son denominados bases

intercambiables (cationes).
La cantidad de bases intercambiables expresada en porcentaje de la
capacidad de intercambio catiónico del suelo, se denomina “porcentaje de
saturación de bases”.
El hidrógeno también aparece en forma intercambiable y compensa las
cargas negativas no neutralizadas por las bases. Este se encuentra en
equilibrio con el de la solución del suelo, de cuya concentración iónica,
depende su acidez (pH).

2.4. Reacción o pH del suelo
La acidez de un suelo, así como la riqueza en algunos nutrientes, puede
variar notablemente de una región o campo a otro y entre distintos tipos de
suelo.
Esta acidez puede ser consecuencia del trabajo del hombre o haber sido
(parece que “desde siempre”), una característica de muchos de ellos. En
algunos casos es tan baja, que no ha podido crecer nunca una vegetación
que soportara tales condiciones. En otros sin embargo, los suelos han tenido
una reacción neutra o muy cercana a ella, de un modo permanente, desde
que se empezaron a cultivar.
+
La presencia de iones H en un medio químico cualquiera (como es el
suelo), determina su reacción, medida por el “pH”, que varía como veremos
después, entre límites muy precisos. Este concepto es inseparable del
correspondiente al poder amortiguador o “tampón” del suelo. Es decir la
facultad de resistir las variaciones de su pH, que está en relación directa con
la proporción del complejo arcilla-
humus.
1 La acidez o alcalinidad, que se
expresa por medio del pH y cuyo
pH = log valor está dado por el co-
+
[H ] logaritmo de la concentración de
+
iones hidrógeno H , en realidad
mide la actividad del ión
hidrógeno en la solución del suelo.
La escala de pH abarca desde 0 a 14, o sea desde un máximo de acidez
(0), hasta un máximo de alcalinidad (14), pasando por un pH considerado
neutro (7), la correspondiente al agua pura y destilada.
Los valores de pH de los suelos de regiones húmedas como las nuestras,
oscilan normalmente entre 4,5 y 8. Los valores superiores o inferiores,
pueden ser comunes en los suelos de regiones áridas, pero presentan
grandes restricciones para el creci-
miento vegetal. ACIDEZ TOTAL
La acidez real está representada La acidez total de un suelo
+
por el H iónico que existe en la solu- es la suma de la acidez real
ción del suelo, siendo además la que o activa, más la acidez
se puede medir con un aparato deno-
potencial
minado “peachímetro” o con pape-
les especiales que reaccionan ante los diferentes grados de acidez (de una
solución de suelo y agua destilada) virando de color, pudiendo ser luego


comparados con una escala de colores. Por otra parte, la acidez potencial
+
es la del H que ocupa posiciones intercambiables en la arcilla o la materia
orgánica.

Figura Nº 4.- Rangos de ph ó acidez
Aumenta acidez Alcalinidad aumenta

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14
7
NEUTRO
2.4.1. Componentes gaseosos. Aire del suelo.
Las raíces de los vegetales sólo se desarrollan en forma adecuada, en un
medio debida-mente aireado. Todo lo que impida la normal circulación del
aire y por lo tanto, la adecuada difusión de sus gases constituyentes, limita
entonces este desarrollo. El suelo interviene en el crecimiento de las raíces
por su contenido de aire.
Los poros del suelo, no ocupados por el agua, contienen gases que
constituyen la atmósfera del suelo.
Los componentes son los mismos que los de la atmósfera libre, pero su
proporción relativa difiere algo de ésta. Pueden contener así mismo, también
productos gaseosos derivados de la descomposición anaerobia de la materia
orgánica.
La actividad biológica realizada por
Cuadro Nº 4.- Rangos de pH y las raíces de las plantas y los organis-
tipos de suelos mos que viven dentro del perfil del
TIPOS DE SUELOS PH suelo, sustraen el oxígeno de la at-
mósfera del suelo y expelen al medio
Muy ácido Hasta 4 el anhídrido carbónico (CO ), por con-
2
Acido 4–5 siguiente es necesario un intercambio
Moderadamente ácido 5–6 continuo, apareciendo sin embargo,
Débilmente ácido 6–7 más pobre en aquél y más rico en
éste, que el propio aire libre. Pero
NEUTRO 7 este gas carbónico es la principal
Débilmente alcalino 7 – 7,5 fuente de carbono (C) de las plantas
Moderadamente verdes. Constituye el 40 % de la ma-
7,5 – 8
alcalino teria seca. La planta descompone el
Alcalino 9 CO2 y fija el carbono (a través de la
Muy alcalino + de 9 función clorofílica, la fotosíntesis y la
Fuente: elaboración propia energía solar), con el que construye
toda su estructura.
La mayor parte de los cultivos sólo se pueden desarrollar normalmente si
la concentración de CO2 alrededor de sus raíces, no es demasiado alta y la
del O2 demasiado baja, pues el aire contenido en el interior del suelo,
controla los procesos químicos en la raíz y en sus alrededores próximos.


Cuadro Nº 5.- Composición media de la atmósfera libre y la del suelo
ATMÓSFERA
COMPONENTES SUELO
LIBRE (%)
Oxígeno (O2) 20,80 20,96
Nitrógeno (N) 79,00 79,01
Anhídrido Carbónico (CO2) 0,15 – 0,65 0,03
Fuente: Durán, A. “Agrología”. Mimeografiado

Una buena aireación sólo puede darse en los suelos con un buen
porcentaje de poros libres de agua, por los que circula libremente el aire. De
allí la importancia de evitar los excesos de agua, pues ésta en demasía,
desaloja el aire de los poros, provocando la conocida asfixia radicular. Esta
es muchas veces irreversible (si tiene una duración larga), o por lo menos
limitando o acortando la vida y el desarrollo de los vegetales.

Figura Nº 5.- Esquema de una raíz rodeada por las partículas de suelo
(el aire confinado en el interior del suelo controla los procesos químicos en la raíz)

Se produce un activo intercambio gaseoso entre la atmósfera y el suelo,
el que al parecer, sucede en su mayor parte por simple difusión de las
moléculas gaseosas. Al producirse excesos hídricos, el suelo se empobrece
en O2 por acumulación del CO2, al impedirse la libre difusión de los gases,
provocándose entonces los problemas mencionados. En suelos bien
drenados, hasta 1 m de profundidad aproximadamente, el oxígeno presente
es superior al 17,5 %.
4.- Componentes líquidos. Agua del suelo.


4.1. Introducción
El agua es impres-
cindible para la vida y AGUA
es un componente fun- Principal constituyente protoplasmático
damental de los seres de las células vegetales y animales (85-
vivos. La encontramos 90 % del peso fresco)
presente en todos e- Reactivo en la fotosíntesis y los
llos, desde los más
procesos hidrolíticos
sencillos como las al-
Solvente de minerales, gases, ácidos y
gas unicelulares o los
solutos orgánicos
más pequeños como
Mantenimiento de la turgencia celular
los microorganismos,
Crecimiento celular, forma de las
hasta los más comple-
células, movimiento estomático
jos como los vegetales
y los animales superio-
res, incluyendo al hombre. Pero menos del 1 % es usada directamente en
los procesos vitales y el resto se usa como reactivo, como constituyente y/o
es perdida por la transpiración.

Cuadro Nº 6.- Contenido de agua de varios tejidos vegetales (% de peso fresco)

Contenido
de agua
Organo
Vegetal

Vegetal
Tipo de tejido
/ denominación botánica

Cebada (Hordeum vulgare) Región apical de la raíz 93,0
Pino (Pinus taeda) Región apical de la raíz 90,2
Raíces

Pino (Pinus taeda) Raíces micorríticas 74,8
Zanahoria (Daucus carota) Raíz comestible 88,2

Girasol (Helianthus annus) Sistema radicular 87,5
(completo de 7 semanas)

Espárrago (Asparragus officinales) Cv Altilis Tallo comestible 88,3
Tallos

Promedio de tallos de
Girasol (Heliantthus annus) 87,5
7 semanas
Pino (Pinus echinata) Madera 50-60
Lechuga (Lactuca sativa) Hojas inferiores 94,8
Hojas

Promedio de hojas de
Girasol (Heliantthus annus) 7 semanas
81,0
Repollo (col) (Brassica olerácea var. Capitata) 86,0
Maíz (Zea mays) Hojas maduras 77,0
Tomate (Lycopersicum esculentum) 94,1
Frutos

Sandía (Citrullus vulgaris) 92,1
Frutillas (Fragaria x ananassa) 89,1
Manzana (Malus silvestres) 84,0
Maíz (Zea Mays) Dulce comestible 84,8
Semillas

Maíz común (Zea mays) 11,0
Cebada (Hordeum vulgaris) 10,2
Maní (Arachis hypogea) 5,2
Fuente: Steward, FC.

Saliendo de la biología encontramos el agua también en todo tipo de


tareas y ambientes agropecuarios en algunas de sus múltiples formas y
usos.
El suelo no podía escapar a esta realidad. Dentro de él, el agua ocupa un
importante lugar con variadas funciones. Pero esta agua forma parte, al
igual que el resto, de un mismo ciclo denominado “ciclo hidrológico”.
En la Figura Nº 6, pueden observarse las mínimas proporciones de agua
que podemos encontrar en el suelo (0,16 % del agua total del planeta
Tierra) y su relación con la cantidad que se encuentra en el resto de la
naturaleza.
El conocimiento de los procesos y factores que afectan el origen, la
existencia y la circulación del agua del subsuelo, observables en los Ciclos
Hidrológicos de la Figura Nº 8, es esencial para la captación y usos
adecuados de dichas fuentes de agua y también para conocer las funciones,
características y consecuencias de su acción.
La disponibilidad de agua se está convirtiendo rápidamente en uno de los
problemas claves para la agricultura moderna, por eso se piensa que puede
llegar a faltar el agua, antes que muchos combustibles. Su disponibilidad y
calidad, son una gran limitante y condicionante para la producción agrícola y
compite directamente con el consumo humano en muchas zonas, sobre todo
las que tienen baja disponibilidad. Por esto se están poniendo a disposición
de la producción en estas zonas, aguas de peor calidad, recicladas etc,
buscando optimizar su uso por todos los medios.
En este capítulo tendremos en cuenta el agua desde el punto de vista de
su participación como un componente fundamental dentro del suelo y no
como un capital predial. Por ello no se tiene en cuenta el riego, las fuentes
de agua, el transporte, ni el bombeo etc.
El suelo es considerado un gran reservorio (no inerte) de agua, que se
llena y se vacía con el aporte de los riegos y/o de las precipitaciones y con la
actividad vegetal y las exigencias atmosféricas. Por lo tanto no tiene mucho
sentido estudiar el agua del suelo separado del sistema que forma, junto a la
atmósfera y a los vegetales. Es decir que nos referimos al SISTEMA:
SUELO – PLANTA – ATMÓSFERA.

SUELO ATMOSFERA

PLANTA

4.2. Distribución y circulación del agua en el subsuelo.
El Ciclo Hidrológico.
Con el nombre de CICLO HI- CICLO HIDROLOGICO
DROLOGICO, conocemos entonces, Secuencia de fenómenos por
al sistema cerrado (formado por va- medio de los cuales el agua
rios subsistemas) de circulación del pasa de la superficie terrestre,
agua en estado líquido, vapor o sóli- en la fase de vapor, a la
do entre los océanos y otras fuentes atmósfera y regresa en sus
de agua, a la atmósfera, de ésta a la fases líquida y sólida.
superficie de la tierra, dónde se

infiltra hacia el sub-suelo o se vuelve a evaporar hacia la atmósfera,
volviendo una y otra vez en el mismo ciclo (circulación continua) y pasando
por diversos pasos intermedios que todos conocemos. Como vemos, el agua
permanece dentro del sistema, no saliendo de él y sólo se modifican su
distribución y estado. Este sistema sólo es posible por el aporte
energético proveniente de la radiación solar y la acción de la fuerza
de gravedad.

Figura Nº 6.- Distribución del agua en el planeta Tierra

AGUA TOTAL

AGUA DULCE 2,5 % AGUA SALADA 97,5 %

NIEVE, HIELO AGUA LIQUIDA
etc 69,4 % 30,6 %

AGUA EN LA AGUA AGUA SUPERFICIAL
ATMÓSFERA BIOLÓGICA 0,97 %
0,12 % 0,001 %

AGUA SUBTERRÁNEA
AGUA EN LOS
98,8 % SUELOS 0,16 %

Fuente: Elaboración propia en base al folleto explicativo “Agua
Subterránea”. Un recurso para riego y para toda la sociedad.

Se estima que este ciclo se formó hace unos cuatro mil quinientos
millones de años, con el agua que la Tierra contenía ya en su interior en
forma de vapor de agua. Siendo nuestro planeta en su origen, una enorme
bola en constante fusión, con cientos de volcanes activos en su superficie, el
magma, cargado de gases con vapor de agua, emergió por ellos a la
superficie, debido a las erupciones volcánicas permanentes. Luego la Tierra
se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en
forma de lluvia.
Decimos que este ciclo, comienza con la evaporación del agua desde la
superficie de los océanos u otros cuerpos de agua superficiales, como lagos
y ríos. A medida que se eleva el vapor, el aire humedecido se enfría y se
transforma en agua, luego de haber recorrido distancias que pueden
sobrepasar los 1.000 Km; a este fenómeno se le llama condensación. El
agua condensada da lugar a la formación de nieblas y nubes.


Figura Nº 7.- Sistema AGUA-SUELO-PLANTA

E

E E

A) Agua de lluvia o Riego.
B) Utilizació n por las plantas.
C) Agua Retenida por el suelo.
D) Drenaje.
E) Transpiración
F) Evaporación

F
A

Fuente =
elaboración propia
en base a “Riego por
goteo” de Rodríguez
Suppo, F.

B
D

Cuando las gotas de agua caen por su propio peso, se produce lo que se
denomina precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae
como nieve o granizo, con una estructura cristalina, en el caso de la nieve o
con estructura granular, en el caso del granizo. En cambio, cuando la
temperatura de la atmósfera es más bien cálida, el agua se precipita como
lluvia. La precipitación incluye también el agua que pasa de la atmósfera a la
superficie terrestre por condensación del vapor de agua, que es a lo que
comúnmente llamamos rocío, o por congelación del vapor, las famosas
heladas, tan comunes en nuestro medio y que hacen mucho daño si son
tardías.
El agua que se precipita en tierra
EVAPOTRANSPIRACION puede tener varios destinos. Una parte
La pérdida de agua desde los será aprovechada por los seres vivos.
vegetales (transpiración) y Otra, es devuelta directamente a la at-
desde el suelo directamente mósfera por evaporación; una porción
(evaporación), constituyen las más, se escurre por la superficie del te-
necesidades de agua de las rreno, concentrándose en surcos, origi-
plantas (Rovira, L. 2001) nando así las líneas de agua, formando
corrientes o cursos, cada vez de mayor
tamaño, llegando hasta ríos, mares, lagos, lagunas etc.


El agua restante se infiltra, esto es, penetra en el interior del suelo
formando “capas” de agua subterránea; a esto se le conoce como
percolación. Este escurrimiento subterráneo pasa a través de medios
porosos como los suelos, con gran lentitud, alimenta también los cursos de
agua mucho después de haber terminado la precipitación que le dio origen.

Figura Nº 8.- El Ciclo Hidrológico (1)

AGUA EN LA ATMOSFERA

PRECIPITACION
PRECIPITACION
E
V INTERCEPCIÓN POR LA VEGETACION
A
P
O
T
R
A SUPERFICIE DE LA TIERRA
N
S
P INFILTRACION
I
R
AGUA EN ESCURRIMIENTO
C EL SUELO
I
O PERCOLACION
N

AGUA SUBTERRANEA

FLUJO SUBTERRANEO

ARROYOS, RIOS y MARES
Fuente: “Síntesis sobre la problemáticas del agua en la producción agropecuaria”. Hofdtadter, R., García, F. Estol, E. 1979

El agua infiltrada puede volver a la atmósfera por el mecanismo de la
evapo-transpiración, o bien, puede alcanzar la profundidad de las napas
freáticas. Tanto el escurrimiento superficial como el subterráneo, también
alimentan lagos y océanos. En algún momento, toda esta agua volverá
nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación. Por
eso se dice que la cantidad total de agua que existe en la Tierra (en sus tres
fases: sólida, líquida y gaseosa), se ha mantenido constante desde la
aparición de la humanidad.
El término de evapotranspipiración se emplea cuando hablamos de la
cantidad de agua que se mueve en conjunto, por medio de los procesos de
evaporación y transpiración.
A continuación diremos algunas cosas de estos procesos. Al evaporarse,
el agua deja atrás muchos de los elementos que la contaminan o la hacen no
apta para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso se dice que
el ciclo del agua nos entrega un elemento puro.


Figura Nº 9.- Posiciones en el relieve relacionadas con el escurrimiento de
agua.
1 Divisoria de aguas 4 Ladera baja 7 Terraza
2 Ladera alta 5 Planicie aluvial 8 Vaguada
3 Ladera media 6 Cauce 9 Meseta

1
2
3
4 5 7

1 6
2
9
4 8

Loma convexa
simple

Loma convexa
compuesta

Existe también otro proceso purificador del agua y que forma parte de
este ciclo, se trata de la transpiración de las plantas. Las raíces de las
plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los
tallos o troncos, movilizando consigo los elementos que necesita la planta
para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma
de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración.
La energía solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso
del agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el
origen de las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y
mueven las nubes.

Figura Nº 10.- Penetración y escurrimiento del agua en el relieve
PRECIPITACION

ESC = ESCURRIMIENTO
ESC ESC PRECIPITACION

ESC

PRECIPITACION
A
INFILTRACION ESC

A = Penetra menos agua que la que precipita B
B = Penetra aproximadamente lo que llueve
C= Penetra más agua que la que precipita INFILTRACION

INFILTRACION C
C

La fuerza de gravedad da lugar a la precipitación y al escurrimiento. El
ciclo hidrológico es un agente modelador de la corteza terrestre debido a la

erosión y al transporte y deposición de sedimentos por vía hidráulica.
Condiciona la cobertura vegetal y, de una forma más general, la vida en la
Tierra. El ciclo hidrológico puede ser visto así, en una escala planetaria,
como un gigantesco sistema de destilación, extendido por todo el planeta.
En la llamada “solución del suelo”, encontramos el agua y las
sustancias minerales disueltas en ella. Cumple entonces también la función
de solubilizar las sales, que van a ser transportadas hacia las raíces
nutriéndolas.
El contenido de agua del suelo es sumamente variable, dependiendo de
las precipitaciones que se produzcan, los riegos que se realicen o la
evaporación desde el suelo y la transpiración desde las plantas.
El suelo permite el pasaje de una parte del agua del riego y de una parte
de las precipitaciones, hacia las napas freáticas. Dicho movimiento
descendente se debe a la influencia de la fuerza de gravedad. Pero el suelo
posee además la capacidad de retener una parte del agua que se filtra. Esta
retención supone la presencia de fuerzas capaces de contrarrestar la acción
de la gravedad. El agua así retenida, se pierde más o menos lentamente por
evaporación o es absorbida, al menos en parte por las plantas.

Figura Nº 11.- Clases de disponibilidad de agua en el suelo para las plantas y
características del drenaje. (Adaptado de Hansen, Israelsen, y Strigham, 1979 citado por Rovira, L. y Cardelino,
G. 1987)

SATURACION
AGUA GRAVITACIONAL
CAPACIDAD DRENAJE RAPIDO
DE CAMPO

HUMEDAD AGUA CAPILAR
DISPONIBLE DRENAJE LENTO

COEF. MARCHITEZ
PERMANENTE

AGUA HIGROSCOPICA
NO HAY DRENAJE
HUMEDAD NO
DISPONIBLE

Fuente: Baccino Giannetto, G. “Manual de Riego. Una guía para productores que se inician en el riego”.

El suelo se provee de agua a través de la infiltración de al menos una
parte de las precipitaciones y el riego. El agua de las napas freáticas, es una
fuente importante sólo en aquellos suelos en que éstas se encuentran a poca
profundidad, en cuyo caso el ascenso capilar puede ser de magnitud
significativa.
En las Figuras Nº 9y 10, se pueden observar como las diferentes
posiciones en el relieve así como también la forma de éste, influyen en el
escurrimiento del agua por la superficie así como en la infiltración de ésta
dentro del perfil y por lo tanto en su acción en profundidad.
En la Figura Nº 10, en el caso de la posición C, vemos que se puede

convertir en una zona mal drenada o incluso anegada, si la infiltración es
menor que el agua que recibe (la aportada por la precipitación más la que
escurre por la ladera) y la naturaleza del terreno, los impedimentos
artificiales y/o la misma topografía, pueden impedir la salida natural de
dicha agua.

4.3. Retención del agua por el suelo.
El fenómeno de retención de agua por el suelo, está relacionado al
tamaño y distribución de los poros y a la atracción que ejerce la fracción
sólida sobre la humedad. Tal vez una de las formas más sencillas de analizar
las relaciones suelo-planta, es siguiendo los cambios que ocurren durante y
a continuación de una lluvia o de la aplicación del agua de irrigación.

4.3.1. Capacidad máxima de retención de agua
En suelos bien drenados, tal situación tiene lugar por cortos períodos de
tiempo, por ejemplo inmediatamente después de un fuerte agregado de
agua proveniente de la lluvia o
del riego. Los suelos muy po- CAPACIDAD MAXIMA DE
bremente drenados, como los RETENCION DE AGUA
pantanosos por ejemplo, pue-
Es el contenido máximo de agua
den estar a su capacidad má-
xima de retención en forma de un suelo cuando todos los
permanente o casi permanen- poros están llenos de este líquido
te. (Ver la “Porosidad”, co-
mo una propiedad física de los suelos, en el Capítulo Nº 10).

Figura Nº 12.- Estados de humedad del suelo

Saturación

Capacidad de campo
Agua inmóvil

Marchitez
Agua inmóvil

Permanent

Agua capilar
Exceso

Humedad aprovechable Déficit

0 0,3 15 atm
TENSION DEL AGUA EN EL SUELO


La lectura del Cuadro Nº 7, nos dice por ejemplo, que un suelo arcilloso
que tenga una capacidad del 11,6 %, podemos interpretar que por cada 100
Kg de ese suelo, encontraremos 11,6 Kg de agua. Y que por cada 100 Kg de
un suelo arenoso, encontraremos entre 4,1 y 5,8 Kg de agua. Por lo tanto,
podemos observar que los suelos pesados o arcillosos, tienen una gran
capacidad de almacenaje, mucho mayor que los arenosos.
La permeabilidad, es la velocidad de infiltración del agua en el
perfil, que es mucho mayor en un suelo arenoso o liviano, que en uno
pesado (denominación antigua que aún se usa mucho en nuestro medio por
la claridad del concepto que encierra, en contraposición a los livianos o
arenosos y que alude a la facilidad o no para el laboreo). Esto es muy
importante tenerlo en cuenta para el riego y no sobre o subvaluar el
contenido de arcilla, limo o arena.

Cuadro Nº 7.- Capacidad de almacenamiento de agua en los
diferentes suelos (%)
Capacidad Agua
Textura PMP
del suelo disponible
Arenoso 9 2 7
Arenoso franco 14 4 10
Franco arenoso 23 9 14
Franco 34 12 22
Franco arcilloso 30 16 14
Arcilloso 38 24 14
Arcilloso bien estructurado 50 30 20
Fuente: “Orientaciones básicas para el uso del riego en la producción granjera”. Rovira, L. PREDEG Nº 5.
Enero 2001. PMP = Punto de Marchitez Permanente.

4.3.2. Capacidad de campo (C.C.)
Una vez que se “corta” el suministro de agua a un suelo bien drenado,
una parte de la misma percolará a través del suelo hacia las profundidades.
Este movimiento de agua virtualmente cesa a las 24 ó 48 hs de iniciado. En
este momento se dice que el suelo se encuentra a CAPACIDAD DE CAMPO.
Cuando el suelo está en su capacidad de campo, el agua está retenida
con muy poca fuerza, aproximadamente con 0,05 Kg/cm2, pero a medida
que el suelo pierde agua, esta fuerza va aumentando.

4.3.3. Coeficiente de Marchitez Permanente (C.M.P.) (*)
Si en el suelo a capacidad de campo se están desarrollando plantas, éstas
absorberán agua y disminuirá la cantidad de la misma retenida por el suelo.
Parte del agua absorbida por las plantas se pierde en la atmósfera por
transpiración y parte directamente desde el suelo por evaporación desde la
superficie.


Cuadro Nº 8.- Agua retenida y permeabilidad de los diferentes
tipos de suelos
Permeabilidad
Suelos Agua retenida (%)
máxima (mm/h)
Arenosos 4,1 – 5,8 19
Arenosos francos 5,8 – 9,1 12,7
Franco-arenosos 6,6 – 11,6 10,9
Franco 8,3 – 16,6 8,9
Franco-limosos 10 – 15 7,6
Franco arcillosos 10,8 – 17,5 6,4
Arcillo-limosos 11,6 – 20,8 5
Arcillosos 11,6 - 20 3,8
Fuente: Rodríguez Suppo. F. “Riego por goteo”. 1982

Cuadro Nº 9. - Parámetros hídricos del horizonte superficial de
algunos suelos del Uruguay (Tomado de García, 1980)
Suelo Capacidad Coeficiente Agua
(Anterior
Suelo de campo de Marchitez disponible
(Nueva denominación)
denominación) (mm/10 cm) (mm/10 cm) (mm/10 cm)
Pradera Brunosol
Parda Media Sub-Eutrico Típico
38,0 18,0 20,0

Vertisol Ruptico
Grumosol
Lúvico
39,1 21,3 17,8

Pradera Argisol Sub-Eutrico
Arenosa -Ocrico Melánico
24,7 9,7 15,0

Argisol /
Pradera Arenosa
Planosol -Dístrico
18,3 5,8 12,5
Fuente: Rovira, L. y Cardellino, G. “Elementos de riego para productores”. 1986. MGAP.

La disminución del agua retenida en el suelo, provocará el
marchitamiento de las plantas, al principio sólo durante el día por la acción
del sol, para recuperarse en la noche al disminuir la demanda o exigencia
atmosférica. Finalmente, si rápidamente no se agrega agua al suelo, el
suministro de agua a las plantas, será tan lento que ellas se marchitarán en
forma permanente e irreversible, muriendo luego. El suelo al llegar a este
punto, se encuentra en su COEFICIENTE DE MARCHITEZ PERMANENTE
(CMP). En este momento, se considera que la fuerza de retención del agua
es aproximadamente de unos 16 Kg/cm2.
De todas maneras, se considera que bastante antes de llegar a esta etapa y
desde el punto de vista productivo-económico, aunque se recuperen las
plantas por el agregado de agua, probablemente no se recuperarán los
rendimientos perdidos, ni la calidad de los productos, ni el atraso en el ciclo
de vida del cultivo, por lo que debe hablarse realmente de pérdida de
productividad.
Si el suelo es ahora estudiado por métodos adecuados, se puede observar
que aún posee una cierta cantidad de humedad. Esta agua remanente ocupa
los poros más pequeños o aparece como “películas” de humedad alrededor
de las partículas individuales del suelo. Es obvio pues que una cierta

cantidad del agua contenida en el suelo, no es aprovechable por las plantas.

Figura Nº 12 Capacidad de Campo (CC) y Punto de Marchitez
Permanente (PMP) en los distintos tipos de suelos
700
70

m3/Ha, por c / 20 cm de espesor 600 60

500 50

l/m2
400 40

300
30

200 20

100 10

0 0

Arcillosa
arcilloso

arcilloso
arcillosa
Arenosa

Arenosa

arenoso

arenoso

pesado
Franco

Franco

Franco

Franco

Franco

Franco

Franco
limoso

ligero
fino
fina

Fuente: Rodríguez Suppo, F. “Riego por goteo”. 1982

4.3.4. Coeficiente higroscópico
Si una muestra de suelo en el punto del Coeficiente de Marchitez se deja
en el laboratorio, en una atmósfera saturada de vapor de agua, perderá aún
algo de ella, que es la retenida en los microporos más diminutos.
El suelo en este punto, aún contiene cierta humedad, asociada a las
partículas individuales, especialmente las coloidales. Esta agua está retenida
tan fuertemente que no se comporta como líquida y solo se mueve en forma
de vapor. El contenido de humedad del suelo en este punto se denomina
COEFICIENTE HIGROSCÓPICO.
De lo expuesto anteriormente surgen dos hechos:
a) El agua está retenida en el suelo con una cierta tensión, la cual debe ser
vencida para extraerla.
b) Cuanto menor es el contenido de agua, mayor es la tensión con que está
retenida
Hay dos fuerzas fundamentales involucradas en los mecanismos de
retención de agua: la ADHESIÓN y la COHESIÓN.

ADHESIÓN Es la atracción de COHESIÓN Es la atracción de
las superficies de las partículas las moléculas de agua entre sí
sólidas sobre el agua

Las moléculas de agua son retenidas rígidamente por adhesión a las
superficies sólidas y éstas moléculas a su vez, retienen por cohesión otras
moléculas de agua.
Mediante ambos mecanismos, el agua es retenida con tenacidad tanto
menor, cuanto mayor es la distancia a la superficie de las partículas. En
consecuencia cuando el suelo está casi saturado, es fácil eliminar una cierta
cantidad de agua. Pero al disminuir el contenido de humedad en el suelo, la

energía de retención de la misma aumenta y por lo tanto mayor será la
fuerza necesaria para extraer la misma cantidad de agua.

Cuadro Nº 10.- Guía para evaluar el contenido de agua del suelo
(Rovira, L, y Cardellino, G. 1987)

Agua Palpamiento o apariencia del suelo
disponible del
suelo (%) Textura arenosa Textura media Textura arcillosa
Duro, desecado,
Seco, polvoroso, en
agrietado. En
Seco, suelto, fluye ocasiones ligeramente
0 a 25 entre los dedos costroso, pero fácilmente
ocasiones, con
granos sueltos en la
reducible a polvo
superficie
Tiende a desmoronarse Algo moldeable.
Parece seco, no se forma
25 a 50 bola con la presión
pero se mantiene compacto Forma una bola con
con la presión la presión.
Forma bola un tanto
No se forma bola con la Forma una bola y
plástica y en algunas
50 a 75 presión, pero rara vez se
ocasiones puede alisarse
brota entre los dedos
mantiene compacta al apretarse.
ligeramente con la presión
75 hasta Forma bola y es muy
Tiende a aglutinarse o forma
moldeable. Se alisa Brota fácilmente entre
capacidad bola de poca consistencia,
fácilmente, siempre que los dedos y parece
máxima se desmenuza fácilmente y
tenga un porcentaje aceitosa al tacto
(100 %) nunca queda lisa
elevado de arcilla
Al comprimir, no
Al comprimir, no brotan Al comprimir no brotan brotan gotas de agua
A capacidad gotas de agua en la gotas de agua en la en la superficie de la
máxima superficie de la muestra pero superficie de la muestra, muestra, pero sí
(100 %) si queda en la mano el pero sí queda en la mano el queda en la mano el
contorno húmedo de la bola contorno de la bola contorno húmedo de
la bola
Fuente: “Manual de Riego”. Una guía para productores que se inician en el riego. Baccino Giannetto, G. Nota: La bola se forma al
comprimir un puñado de suelo con mucha firmeza.

La energía de retención del agua se expresa en distintas unidades. Un
medio de expresarlas es en términos de la altura en centímetros de una
columna de agua cuyo peso equivale exactamente a la tensión considerada.
Para evitar trabajar con cifras muy altas, se puede usar no la altura directa,
expresada en cm de la columna de agua, sino el logaritmo de dicha altura,
denominándose entonces a este valor pF. La expresión de la tensión con que
el agua es retenida en el suelo en centímetros de agua o en unidades de pF,
es de poco uso en la actualidad.


El método más generalizado en el presente, es el de expresar la tensión
en atmósferas o bars dónde:

1 amósfera (atm) 760 mm de mercurio (Hg)
1 bar 750 mm de Hg

SATURACION Figura Nº 13.- Contenido de agua y tiempo
CONTENIDO A de escurrimiento
DE AGUA

A= Agua gravitacional de escurrimiento rápido

CAPACIDAD B = Agua gravitacional de escurrimiento lento
DE CAMPO B

C C = Agua retenida en los poros

1 3 Tiempo en días

A = Ocupa poros de ø>30 µ y está retenida con menos energía que 0,1 atm.
B = Ocupa poros de ø entre 30 y 8,6 µ. Está retenida con energía entre 0,1 y 0,3
atm.

C = Agua retenida en poros de ø<8,6 µ y con energía de unas 0,3 atm.
Si se determinan los valores de la tensión con que el agua es retenida a
diversos contenidos de humedad, se pueden construir gráficas que indican la
relación: energía de retención / contenido de agua. La forma de las
gráficas varía de un suelo a otro (si bien las tendencias son similares) en
función de la textura.

Cuadro Nº 11.- Tabla de equivalencias de las distintas unidades
de la tensión
Altura en cm de una Atmósferas o
Valores de pF
columna de agua bars de presión
1 1/1000 0
100 1/10 2
346 1/3 2,54
1000 1 3
15.849 15 4,2
31.623 31 5,4
10.000.000 10.000 7

Cuando el suelo está muy húmedo, basta una pequeña tensión para
extraer algo de agua y contrariamente, cuando el suelo está casi totalmente

desprovisto de agua, esta es retenida a tremendas presiones negativas
(tensiones).
A una mínima tensión, cualquiera sea su valor, lo suelos con mayor
contenido de coloides (arcillas y materia orgánica) poseen un contenido de
agua más elevado. Esto es lógico, ya que cuanto mayor es el tenor en
coloide, mayores son el espacio poroso total y la superficie adsorptiva.

4.4. Clasificación física del agua del suelo

AGUA LIBRE
Agua del suelo por encima de la Capacidad de Campo.
Retenida a baja tensión (< 0,337 bars).
Es indeseable, pues se pierde por drenaje.
Se mueve bajo la influencia de la gravedad.
Elimina nutrientes, pues produce lixiviación.

AGUA CAPILAR
Contenida en los microporos, entre la capacidad de campo
y el coeficiente higroscópico.
Está retenida a tensiones comprendidas entre 0,337 y 31
bars.
Es sólo parcialmente aprovechable por las plantas.
Se mueve por ajuste del espesor de los films de agua,
desde los gruesos a los finos.

AGUA HIGROSCOPICA
Esta contenida en el suelo por debajo del coeficiente
higroscópico.
Retenida a tensiones mayores a 31 bars.
Retenida por los coloides del suelo.
Carece prácticamente de propiedades líquidas.
Se mueve principalmente en forma de vapor.

Si bien los cambios de tensión que ocurren al variar el contenido de agua
son graduales, se pueden establecer límites que separan distintas formas o
tipos de humedad edáfica. Los mismos son arbitrarios, puesto que los límites
entre ellos también tienen este carácter, pero de todas maneras facilitan el
estudio de las relaciones SUELO - PLANTA - AGUA
Sobre la base de la energía con que es retenida, el agua del suelo se ha
clasificado en tres tipos: LIBRE, CAPILAR e HIGROSCOPICA, siendo sus
propiedades más importantes las siguientes:

4.5. Clasificación biológica del agua del suelo
De lo expuesto anteriormente, es evidente que no toda el agua presente
en el suelo es aprovechable por las plantas. Desde el punto de vista de su
utilidad para el desarrollo de los vegetales, el agua del suelo se divide en
tres clases: SUPERFLUA, DISPONIBLE y NO DISPONIBLE.


4.5.1. Agua superflua
El agua en exceso de la retenida a capacidad de campo, no es beneficiosa
para las plantas, sino que por el contrario resulta perjudicial.
Los efectos adversos de este tipo de agua, llamada superflua o libre son:
la disminución de la disponibilidad de oxígeno para las raíces de las plantas y
para los microorganismos por exclusión del aire en los poros y la eliminación
de nutrientes por percolación hacia los horizontes más profundos. Este
último efecto es más grave en los suelos de texturas gruesas por su mayor
permeabilidad. Los nutrientes más solubles son lavados y migran primero.

4.5.2. Agua disponible
Se considera que está disponible para las plantas, el agua retenida entre
la Capacidad de Campo y el Coeficiente de Marchitez Permanente. O sea la
que se encuentra retenida entre 0,337 y 15 bars de tensión. El coeficiente
de marchitez, según lo demuestran numerosas experiencias, es una
constante del suelo, en forma independiente de la planta usada para la
determinación.
Llama la atención que los síntomas que presentan los vegetales frente a
los excesos de agua, son casi idénticos a los que presentan en su punto de
marchitez o por debajo de éste.

Es aquella que las plantas pueden
aprovechar casi sin esfuerzo. Está
AGUA retenida en el suelo entre la
DISPONIBLE Capacidad de Campo y el
Coeficiente de Marchitez
Permanente

4.5.3. Agua no disponible
No toda el agua que se encuentra disponible en el suelo, es absorvida por
las plantas con igual facilidad. La experiencia demuestra que al aproximarse
el contenido de humedad al CMP, la velocidad de absorción de agua por las
raíces, disminuye sensiblemente, no alcanzando para mantener un
crecimiento óptimo y perdiendo rendimientos.
Cuando se realiza agricultura con riego, éste debe suministrarse antes de
que el contenido de agua del suelo disminuya hasta el CMP haciéndolo
cuando se ha consumido entre el 50 y el 85 % del agua disponible.
Téngase en cuenta que hay sensibles diferencias entre especies
vegetales, en cuanto a ésta característica y por lo tanto en cuanto a sus
necesidades de aporte de agua en frecuencia de riegos, cantidad de éstos y
momento de aplicación.

4.6. Retención de agua y porosidad del suelo
Como se ha mencionado anteriormente, la relación entre la cantidad de

agua presente en el suelo y la energía con que ella está retenida, da una
curva continua.
Los límites que separan los distintos tipos de agua son más o menos
arbitrarios, pero resultan de gran utilidad. Así mismo se puede dividir el
espacio poroso total del suelo, por el tamaño de los poros, haciendo uso de
la relación existente entre el diámetro de los mismos y la tensión con que el
agua es retenida.
La clasificación tradicional de los poros del suelo, en capilares y no
capilares o en micro y macroporos respectivamente, ha sido criticada por
razones tanto técnicas como terminológicas. Mientras tanto, De Boodt y De
Leenher en 1959, propusieron una clasificación por tamaño del espacio
poroso, las características de los poros y las tensiones a las que se retiene el
agua, que es científicamente valido y de utilidad práctica.


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